２０１３年第３期（总１９１期） 安徽建筑 高速铁路大型桥梁水平转体系统安装技术 虽 Ｍｏｕｎｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｓｗｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｒａｉｌｗａｙ Ｂｒｉｄｇｅ 石 雷 （宁波市轨道交通集团有限公司，浙江宁波３１５０００） 摘 要：随着国家基础建设的快速发展，桥梁无支架施工也发展产生 了许多的新工艺新方法，水平转体施工就是其中的一种。桥梁水平转体 法施工是指在偏离设计桥位的位置预制桥体，待其形成整体并具有相 应承载力后，借助于转动球铰平转就位的一种施工方法。文章依托沪昆 铁路客运专线杭长段宜春特大桥跨既有沪昆线转体梁为实例，详细介 绍了桥梁水平转体系统的安装工艺和控制方法。 关键词：桥梁；水平；转体；系统；安装 中图分类号：Ｕ４４５．４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ ００７—７３５９（２０１ ３）０３—０１ ４２—０３ ０前言 桥梁水平转体法施工是指在偏离设计桥位的位置预先浇 注或拼装桥体，待其形成整体并具有相应承载力后，借助于转动 支座平转就位的一种施工方法，适用于跨越既有铁路、高速公 交 路及难以吊装的特殊河道等受施工场地、时间等施工条件限制 迥 大的新建工程，具有节省吊装费用、安全、可靠、整体性好等特 点。它的施工与桥下空间无关，极大地改善了施工条件、缩短了 石开 对桥下的干扰时间、节省了施工费用、保证了施工的安全、提高 冤 了施工的机械化程度，在越来越多的工程项目中得到应用。水 平转体施工法的转动体系主要有转动支承、转动牵引系统和平 衡系统。转动支承系统是水平转体施工的关键设备，由上转盘 和下转盘构成。上转盘支承转动结构，下转盘与基础相联，通过 上下转盘间的球铰，达到转体目的。 １ 工程概况 新建沪昆客专宜春特大桥４ 一４５ 上跨既有沪昆铁路，与 既有沪昆铁路成２０。夹角，跨越方式为４８ｍ＋８０ｍ＋４８ｍ连续梁， 设计采用转体施工工艺，转体重量６０００ｔ，该连续梁分别在主墩 ４４ 、４５ 平行既有沪昆铁路满堂支架现浇成型，现浇长度均为 ？８ｍ，２１（Ｂ段）＋３６（Ａ段）＋２１（Ｂ段）ｍ，连续梁设计为单箱单室 变高度变截面箱梁，梁底下缘按二次抛物线变化。箱梁顶宽 １２ｍ，箱梁底宽６．７ｍ，中边跨合拢段均为２ｍ。上下承台之间设 置转动体系结构如图１。 ２转动体系概述 安 转动体系采用钢球绞，分上、下两片，球体半径Ｒ＝７０００ｍ， 球面直径 ３２００ｍ，转体总重量６００００ｋＮ，采取厂内加工成套 徽 产品。其中下承台顶面设置下转盘，下转盘是转动体系的重要 建 筑 收稿日期：２０１３—０４—２８ 圜 作者简介：石雷（１９８０一），男，毕业于安徽大学公路与桥梁工程专业，工 程师。 图１ 上下承台之间设置转动体系结构如图 正面 图２承台正面图 侧面 －’ 图３承台正面图 支撑，布置有转体系统的下绞球、撑脚的环形环道、转体牵引系 统的反力座、助推系统、轴线微调系统等。下转体直径１０．０ｍ， 高１．０ｍ，布置有局部承压钢筋网以及连接下转盘上下球绞；下 承台设置０．８ｍ宽环形环道，环道中心半径３．７５ｍ；上承台设置 预先在工厂加工好的上转盘撑脚，撑脚主要作用是保证转体时 结构平稳，上转盘周围对称设置８个撑脚，每个撑脚为双圆柱 形，下设２０ｍｍ厚钢走板，双圆柱为２个 ６３０ Ｘ ８ｍｍ的钢管， 安徽建筑 ２０１３年第３期（总１９１期） ＼、 一 一一 ～ ，／／／ 、 ｆ 膏盘 、 ＼ ＼ ＼＼～ 望 ＝ 题 图４承台剖面图 撑脚内灌注Ｃ５０微膨胀混凝土，安装时在撑脚走板下支垫 ｌＯｍｍ钢板作为转体结构与环道的间隙，转体时支撑脚可在环 道内环动。为保证转体的顺利实施，要求整个环道面在一个水 平面上，其相对高差不大于０．５ｍｍ（具体见图２一图４）。 ３转体系统施工步骤 下承台先浇段浇注混凝土一安装下球铰骨架、环道骨架一 精确定位下球铰和安装环道钢板一下承台后浇段浇注混凝 土一打磨清理下球铰一中心定位轴安装一下球铰聚四氟乙烯 环块安装一上球铰安装一上转盘撑脚安装一上转盘安装一上 转盘混凝土浇注一转体完成后，浇注后封闭部分。 ４转体系统施工控制要点 ４．１承台先浇段浇注混凝土 承台先浇段浇注混凝土至下球铰型钢骨架底端，待混凝土 达到一定强度后，在混凝土上定位骨架，以保证安装精度。 ４－２安装下球铰骨架、环道骨架 利用全站仪定出下球铰中心，即球铰骨架与环道骨架的中 心，采用吊车人工配合方式进行安装，匡 安装过程中应控制球铰、 环道型钢骨架各点标高，误差在设计范围内，后将骨架与承台 预留钢筋进行连接以固定骨架。 ４．３精确定位下球铰和安装环道钢板 ①拼装下转盘球铰。下转盘球铰运到现场后进行检查，主 要检查下转盘球铰表面椭圆度及结构是否满足设计加工要求。 ②初步定位。确定下转盘球铰中心十字线，放出锚固螺栓 位置。下转盘球铰初步定位的目的，是保证槽口内钢筋与转盘 的锚固钢筋不发生冲突。 ③精确定位及调整。将下转盘球铰悬吊，先标出球铰中心 点，利用对点器及机械千斤顶调整平面位置，然后依靠固定调 整螺杆上下转动调整标高。 ④固定。精确定位及调整完成后，对下转盘球铰的中心、标 高、平整度进行复查；中心位置利用全站仪检查，标高采用精度 ０．Ｏｌ ｍｍ的精密水平仪及铟钢尺多点复测，经检查合格后对其 进行固定；竖向利用调整螺栓与横梁之间拧紧固定，横向采用 在承台上预埋型钢，利用型钢固定。 ⑤环道的安装。环道钢板采取分节段拼装，利用调整螺栓 固定，要求整个环道面在同一水平面上，其相对高差≯０．５ｍｍ。 固定后分节段浇注混凝土，环道板预留通气孔以保证其下混凝 土浇注密实。 ４．４下承台后浇段浇注混凝土 下承台后浇段混凝土施工前，注意预埋好转体牵引的反力 架、限位装置及上下承台临时锁定装置，下承台后浇混凝土与 下球铰底座混凝土同时浇注。混凝土浇注的关键在于混凝土的 密实度，浇注过程中下转盘球铰应不受扰动，混凝土的收缩不 至于对转盘产生影响。为解决这几个问题可采取以下措施：① 利用下转盘球铰上设置混凝土浇注及排气孔分块单独浇注各 肋板区，混凝土的浇注顺序由中心向四周进行；②在混凝土浇 注前搭设工作平台，人员在工作平台上作业，避免操作过程对 其产生扰动；③严格控制混凝土浇注，加强混凝土的养护。混凝 土凝固后采用中间敲击边缘观察的方法进行检查，对？昆凝土收 缩产生的间隙用钻孔压浆的方法进行处理。 ４．５上球铰的安装 下球铰混凝土浇注完成后，安排人员对下球铰进行打磨清 理，将表面残留的混凝土及杂物清理干净，在中心销轴套管中 交 放入黄油四氟粉，将中心销轴放到套管中，调整好垂直度与周 通 边间隙。然后进行下球铰聚四氟乙烯滑动片和上球铰安装。聚 工 程 四氟乙烯滑动片安装前，再次对下球铰顶面清理，球铰表面及 研 安装聚四氟乙烯滑动片的孔内不得有任何杂物，并将球面吹 究 干。根据聚四氟乙烯滑动片的编号，由内而外将其安放在相应 与 应 的镶嵌孔内。 用 聚四氟乙烯滑动片安装完成后，保证其顶面位于同一球面 上，误差≯０．５ｒａｍ。检查合格后，在球面上各聚四氟乙烯滑动片 间涂抹黄油聚四氟乙烯粉，使黄油聚四氟乙烯粉均匀充满聚四 氟乙烯滑动片之间的空间，并略高于聚四氟乙烯滑动片，保证 其顶面有一层黄油聚四氟乙烯粉。整个安装过程应保持球面清 洁，严禁将杂物带至球面上。将上球铰的两段销轴套管接好，用 螺栓固定牢固。将上球铰吊起，在凸球面上涂抹一层聚四氟乙 烯粉，然后将上球铰对准中心销轴轻落至下球铰上，用倒链微 调上球铰位置，使之水平并与下球铰外圈间隙一致。试转上球 铰，确保能够进行转动。去除被挤出的多余黄油，并用宽胶带将 上下球铰边缘的缝隙密封，防止杂物进入球铰。 ４．６上转盘撑脚安装 上转盘共设８个撑脚，每组撑脚由２根 ６３０×８ｒａｍ钢管 混凝土组成，下设走板，钢管内灌注Ｃ５０微膨胀混凝土。撑脚在 工厂整体制造后运进现场，在下转盘混凝土浇注完成、上球铰 安装就位时即安装撑脚，在撑脚与下滑道之间支垫ｌｃｍ木板作 为转体Ｔ构与滑道的间隙。转体前在滑道面内铺装不锈钢板及 聚四氟乙烯板。 安 ４．７上转盘混凝土浇注 徽 上转盘混凝土浇注时注意预埋转体牵引的牵引索，牵引索 建 对称预埋在上转盘内，每根索的出口点也应对称于转盘中心。 筑 牵引索外露部分应圆顺地缠绕在转台周围，互不干扰地搁置于 预埋钢筋上，并做好保护措施。 一 ２０１３年第３期ｌ总１９１期） 虽 安徽建筑 （４８＋８０＋４８）ｍ转体连续梁设计图【ｚ］．武汉：中铁第四勘察设计院集 团有限公司，２０１ １． ＧＢ５０２０５－－２００１，钢结构工程施工质量验收规范［Ｓ］．北京：中国计 划出版社，２００１． ５结束语 水平转体施工中，能否转动是一个很关键的技术问题，而其 中起到决定因素的工序就是转动体系的安装。尤其是球铰、环 道的安装精度以及上下转盘混凝土的施工质量。通过在施工过 程中，对转体系统的各个环节、各道工序的精心组织，严格把 关，有效控制，使沪昆铁路客运专线杭长段宜春特大桥跨既有 ＴＢ１０６２１－２００９，高速铁路设计规范（试行）［ｓ］．北京：中国铁道出版 社．２００９． 沪昆铁路客运专线有限责任公司．沪昆客运专线指导性施工组织 设计ｆＺ】．南昌：沪昆铁路客运专线有限责任公司，２０１０． 白石磊．转体桥转体系统安装技术Ｕ】．天津建设科技，２０１０（５）． 周广伟，黄龙华．桥梁转体施工技术『Ｊ］．华东公路，２００７（３）． 沪昆线转体梁成功转体，并胜利合拢。转体体系的安装技术对 今后类似桥梁建设施工具有指导和借鉴作用，对提高我国桥梁 建造技术具有重要的意义。 陈宝春，孙潮，陈友杰．桥梁转体施工方法在我国的应用与发展 公 路交通科技，２００１（２）． 李子义，陈美妮．桥梁转体施工技术的应用『Ｊ１．商品与质量，２００９ 交 通 工 程 研 究 与 厘 用 （Ｓ６）． 参考文献 ＴＢ１０７５２—２０１０、Ｊ１１４８—２０１１，高速铁路桥涵工程施工施工质量验 【１】中铁第四勘察设计院集团有限公司．宜春特大桥跨既有沪昆线 收标准【Ｓ】．北京：中国铁道出版社，２０１１． —窜 ・搴 ｝毒 Ｉｋ・９ ， 亭 逝 ｝毒 ｝ ｝ ｝ｊ ｝ ９ 宣 －，９ 窜 ，９ ｊｋ－ ｝ ９ｋ 夸 ｒ ｝ —窜 业 ｊｋ， ｝ §ｋ，业 （上接第１３０页） 盾构始发与接收端头井地层处于中风化粉细砂岩层，含有 升，流量逐渐减少，当压力升至注浆终压（０．３ＭＰａ）时，继续压注 裂隙水，为降低裂隙水造成的威胁，确保施工安全，需对洞门外 ５ｍｉｎ，即可结束注浆；而当注浆压力较小，但注浆量较大时应增 地层进行加固处理。２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ 大水泥浆的浓度。与此同时，在每注完到设计压力后，拔管 根据设计要求，端头井采用注浆加固的方式，借鉴以往成 ２０ｅｍ，而后继续注浆，直至整个注浆管全部拔出。在注浆管将要 功的施工经验，本区间４个端头井加固采用后退式二重管无收 拔出时（最后２０ｃｍ），应减小终结压力至０．１５ＭＰａ，防止浆液因 缩注浆加固的方式。 压力过高，涌出球阀。 ①加固范围：沿线路纵向长９ｍ，采用洞圈内外全断面注 整个钻孔及注浆应从上部孔开始施工，然后施工左侧孔， 浆，其他部位根据需要补充注浆，保证开挖面内侧与外侧土体 再施工右侧孔，最后施工下部孔；同时，应注意跳孔施工，跳孔 的均匀连续性。注浆孑Ｌ梅花型布置，钻孔施工使用ｚＬＪ一２５０型 数不应少于３孔。 钻机，钻头外径４２ｒａｍ，接杆钻进，杆长分ｌｍ／根和２ｍ／根两种 类型。钻孔时技术员全程跟班，要求孑Ｌ位偏差不得大于２０ｍｍ， 入射角度偏差不得大于１。，注浆孔间距０．８ｍ，孔长偏差不得大 ４加固效果验证 于１００ｒａｍ；注浆加固点位见图１。 ②压密注浆的浆液参数：浆液扩散半径为０．５ｍ，浆液水灰 加固完成后，在盾构始发与接收前，须对加固效果进行验 比为０．６，水泥浆与水玻璃体积比为１：１。 证，验证方法为洞门探孔：洞门探孔呈米字型分布，见图３，探 ③施工流程：双重管无收缩后退式注浆施工流程见图２。 孔直径１０８ｍｍ，深度５ｍ，共９处；探孔如有渗漏情况，须组织补 充注浆等措施。 ３注浆施工方案 ５结束语 ３．１钻孔施工 ３．１．１开孔 ①５ 风井一 风井区间端头井经过后退式二重管无收缩 钢筋混凝土面上的开孔直接使用开孔机进行切割，钻通后 注浆加固处理，盾构进出洞涌水涌砂的情况得到很大改善，创 改换钻孔机钻进。 造了无水作业的条件，加快了工程进度，并且最终实现了安全 ３．１．２钻孔施工 施工。 钻孔施工使用ｚＬＪ一２５０型钻机，钻头外径４２ｍｍ，接杆钻 ②得出二重管注浆具有成本投入少、施工方便，浆液切换 进，杆长有ｌｍ／根和２ｍ／根两种类型。钻孑Ｌ时技术员全程跟班， 灵活、能根据不同的地层条件随时更换浆液类型、可实现复合 要求孔位偏差不得大于２ｅｍ，入射角度偏差不得大于１。，孔长 式注浆、适应各种复杂地层，加固体强度较高、密实度好、具有 偏差不得大于ｌＯｃｍ。 良好的止水效果的结论。 钻进前应固定好钻机，不得移位与随意起降；钻进过程中 应固定好钻杆角度，不得错动。第一个孔施工时，要慢速运转， 参考文献 掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参 【１】刘正峰．地基与基础基础工程新技术实用手册【Ｍ】．北京：海潮出版 数；同时，应密切观察溢水出水情况，当出现大量溢水时，应立 社，２０００． 即停钻，并在溢水处使用快干水泥堵漏，同时压注部分双液浆， 【２】唐业清，徐国彬．特种工程新技术［Ｍ】．北京：中国建筑工业出版社， 待溢水终止后，继续施工。 ２００９． ３．２提杆注浆 『３３ｌ 杨建新．北京地铁下穿小月河深孔注浆施工技术【Ｊ】．铁道标准设计， 注浆采用双液浆，当钻孔至设计深度前，应拌制好注浆所 ２００７（Ｓ２）． 用的浆液。 【４】付梅．二重管注浆技术在地下暗挖施工中的应用［Ｊ］．黑龙江科技信 注浆时，采取低压力中流量注入，注浆过程中压力逐步上 息．２０１０（２８）．